Pilze werden Krankheitserreger: Wenn die Umwelt Körpertemperatur erreicht

Pilzinfektionen galten lange als Randthema der Medizin. Sie betrafen vor allem Menschen mit stark geschwächtem Immunsystem und ließen sich klar von Umweltpilzen trennen. Doch mit steigenden Temperaturen werden diese Grenzen durchlässig – und Pilze werden neuartige Krankheitserreger, weil sich ihre biologischen Fähigkeiten verändern.

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass der menschliche Körper für manche bislang harmlosen Pilze zunehmend zu einem geeigneten Lebensraum wird. Nicht neue Gene, sondern eine effizientere Nutzung vorhandener Mechanismen könnte aus Umweltkeimen künftige Gesundheitsrisiken machen.

Warum der Blick auf Gene lange in die falsche Richtung ging

Eine neue Studie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie rückt einen zentralen Denkfehler zurecht. Lange nahm man an, dass krankmachende Pilze über spezielle Gene verfügen müssen, um Menschen zu infizieren. Entsprechend suchte die Forschung nach genetischen Unterschieden zwischen harmlosen Umweltpilzen und gefährlichen Arten.

Beim Vergleich nahe verwandter Pilze zeigte sich allerdings: Die genetische Ausstattung unterscheidet sich kaum. „Wir gingen davon aus, dass krankmachende Pilze über spezielle Virulenzgene verfügen. Entgegen unseren Erwartungen waren sich pathogene und harmlose Arten jedoch bemerkenswert ähnlich“, erklärt Erstautor Marco Guerreiro.

Gefährlich wird ein Pilz nicht durch neue genetische Werkzeuge, sondern durch Effizienz. Manche Arten setzen vorhandene Gene schneller und gezielter ein – mit weitreichenden Folgen.

Fett als Schlüssel zur Anpassung im menschlichen Körper

Der wichtigste Befund der Studie betrifft den Stoffwechsel. Pilze, die Menschen infizieren können, sind gezielt auf den Abbau von Fett eingestellt. Der menschliche Körper stellt dafür eine außergewöhnlich günstige Umgebung dar, weil Lipide reichlich vorhanden sind und kontinuierlich zur Verfügung stehen.

In Böden dagegen dominieren andere Nährstoffquellen, etwa Kohlenstoffverbindungen aus Pflanzenresten. Diese unterschiedliche Nährstofflandschaft wirkt wie ein biologischer Filter. Pilze, die ihren Stoffwechsel auf Fett ausrichten können, gewinnen im Körper einen klaren Vorteil – und können dort plötzlich wachsen, wo sie zuvor keine Rolle spielten.

Die Forschenden zeigen, dass pathogene Pilze Proteine für den Fettstoffwechsel besonders schnell herstellen. Möglich wird das durch eine optimierte Übersetzung genetischer Informationen in Proteine. Dieser Schritt entscheidet über Tempo und Anpassungsfähigkeit.

Der entscheidende Trick der Pilze: Tempo bei der Proteinproduktion

Konkret beruht dieser Vorteil auf einem späten Schritt der Genexpression, der sogenannten Translation. Dabei werden Aminosäuren zu Proteinen zusammengesetzt. Je besser bestimmte Signale der mRNA – sogenannte Codons – mit den passenden Transportmolekülen, den tRNAs, übereinstimmen, desto schneller läuft dieser Prozess ab.

„Bei pathogenen Pilzen ist die Übereinstimmung zwischen genetischem Code und den Transportmolekülen besonders gut“, so Guerreiro. Die adaptive Evolution könnte diese Abstimmung gezielt verbessert haben, um die Proteinproduktion für den Fettstoffwechsel zu optimieren – und so die Anpassung an den menschlichen Körper zu erleichtern. Dadurch laufen zentrale Stoffwechselprozesse schneller ab. Für den Pilz entsteht ein klarer biologischer Vorteil.

Vereinfacht gesagt:

• Der menschliche Körper ist eine fettreiche Umgebung
• Bestimmte Pilze können Fett besonders effizient verwerten
• Diese Fähigkeit erleichtert ihr Wachstum im Körper

Der Klimawandel verstärkt diesen Effekt zusätzlich. Steigende Umgebungstemperaturen nähern sich der menschlichen Körpertemperatur an. Pilze, die diese Bedingungen tolerieren, überwinden eine weitere entscheidende Hürde.

Warum der Übergang zum Krankheitserreger ein kleiner Schritt ist

Brisant ist vor allem die Nähe dieser Arten zu bekannten Krankheitserregern. Evolutionär trennen sie oft nur wenige Anpassungsschritte von einer neuen biologischen Rolle. Die Forschenden sprechen von einem evolutionär kurzen Schritt. Eva Stukenbrock, Leiterin der Arbeitsgruppe Umweltgenomik, fasst es so zusammen: „Nicht neue Gene machen Pilze gefährlich, sondern ihre Fähigkeit, sich schnell an den menschlichen Körper anzupassen.“

Hinzu kommt ein bekanntes Problem der Medizin. Immer mehr Pilze reagieren schlechter auf gängige Antipilzmittel. Resistenzen nehmen zu. Arten, die heute kaum beachtet werden, könnten künftig schwer behandelbare Infektionen verursachen. Ein Beispiel ist Apiotrichum porosum. Der Bodenpilz ist eng mit bekannten Krankheitserregern verwandt und zeigt bereits Widerstand gegen bestimmte Medikamente. Unter veränderten Umweltbedingungen steigt sein Risiko.

Kurz zusammengefasst:

• Pilze werden Krankheitserreger, ohne neue Gene zu benötigen – sie nutzen vorhandene Mechanismen lediglich schneller und effektiver, zeigen Forschende aus Kiel und vom Max-Planck-Institut.
• Wärme und Fett machen den Menschen zum idealen Wirt, weil sich bestimmte Pilze genau an diese Bedingungen besonders gut anpassen können.
• Der Klimawandel erleichtert den Sprung, da die Umwelt immer näher an die menschliche Körpertemperatur heranrückt und damit auch bislang harmlose Pilze krank machen können.

Übrigens: Pilze können nicht nur krank machen, sondern auch Häuser dämmen – ihr Myzel bindet CO₂ und ersetzt Styropor. Wie daraus eine klimafreundliche Alternative entsteht, mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © Dr. Marco Guerreiro